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SONY Spresense用リチウムイオンバッテリーチャージャー&残量モニターボード

Last updated at Posted at 2023-04-16

2023年3月20日に
ChatGPTに聞いてみた リチウムイオン/リチウムポリマー電池用充電制御ICと電池残量モニタICを組み合わせた回路
という記事を書きました。
この記事はChatGPTに
リチウムイオン/リチウムポリマー電池用充電制御IC MCP73831T と
電流残量ゲージ用IC MAX17048
の使い方の質問をした記事で、実際に回路の設計及び基板の製作はやっていませんでした。

今回この内容でSpresense用の拡張ボードを作ってみました。

回路図
battery_chage_status_schematic.png

試作した基板
DSC04647.jpg

Spresenseに取り付けた写真
DSC04650.jpg

使用したバッテリー
DSC04652.jpg

テストプログラム

電流残量計測のライブラリとして
adafruit Adafruit_MAX1704X を使用していますので
ライブラリのインストールを行ってください。
テストプログラムはこのライブラリのサンプルプログラム MAX1704_basic
を使いました。
変更なしでSpresenseでも動きます。

MAX1704_basic*.ino
#include "Adafruit_MAX1704X.h"

Adafruit_MAX17048 maxlipo;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  while (!Serial) delay(10);    // wait until serial monitor opens

  Serial.println(F("\nAdafruit MAX17048 simple demo"));

  if (!maxlipo.begin()) {
    Serial.println(F("Couldnt find Adafruit MAX17048?\nMake sure a battery is plugged in!"));
    while (1) delay(10);
  }
  Serial.print(F("Found MAX17048"));
  Serial.print(F(" with Chip ID: 0x")); 
  Serial.println(maxlipo.getChipID(), HEX);
}

void loop() {
  Serial.print(F("Batt Voltage: ")); Serial.print(maxlipo.cellVoltage(), 3); Serial.println(" V");
  Serial.print(F("Batt Percent: ")); Serial.print(maxlipo.cellPercent(), 1); Serial.println(" %");
  Serial.println();

  delay(2000);  // dont query too often!
}

このプログラムではバッテリーの電圧残量をモニタすることが出来ます。

起動時のターミナル表示
スクリーンショット 2023-04-16 14.44.06.png

一番最初だけ 0V 0% になるみたいです。
接続しているバッテリーは 400mAh のバッテリーです。
残量14.9%、電圧3.713V からスタートで、充電を開始しました。
充電中は基板上のチャージモニタLEDが点灯します。
DSC04645.jpg

しばらく充電した時点でのターミナル表示
スクリーンショット 2023-04-16 16.49.39.png
残量98.4%、電圧4.179V になりました。

この時点では基板上のチャージモニタLEDは消灯しています。
DSC04644.jpg

リチウムイオンバッテリーの充電とモニター基板が動きました。

バッテリーの残量電圧をグラフにしてみました
オレンジが残量(%)
ブルーが電圧(V) です。
データーは5秒間隔で取得しています。
このグラフを見る限り問題なく使えそうです。
image.png

今回試作した基板は使っているコネクターの変更やレイアウトを変更して商品化したいと思っています。

MCP73831T データシート
MAX17048 データシート

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